ANÁLISIS DE ELEMENTO FINITO EN PROBETAS PARA ENSAYOS DE IMPACTO ELABORADOS CON MANUFACTURA ADITIVA: CASO DE ESTUDIO (FINITE ELEMENT ANALYSIS OF IMPACT TEST SPECIMENS PRODUCED WITH ADDITIVE MANUFACTURING: CASE STUDY)
Resumen
En ciencia e ingeniería se analizan materiales para determinar condiciones físicas de éstos, relacionados con resistencia, energía, deformación y calidad, por lo que es importante el análisis de los materiales con simuladores de elemento finito como una herramienta de apoyo para estudiar los materiales. En este trabajo se analiza la probeta utilizada en ensayos de impacto para materiales plásticos, ABS, con diferentes arreglos y densidad de relleno, cuya finalidad radica en obtener una base de datos con resultados de simulaciones correspondientes y definir los rangos de propiedades físicas por cada probeta con densidad de relleno seleccionada. Por otro lado, se tienen áreas de oportunidad con manufactura aditiva en impresión 3D, en análisis de probetas para más ensayos como lo es, tracción, flexión y compresión. Los resultados de este trabajo permiten tomar decisiones para seleccionar el arreglo y densidad para aplicaciones en específico que requieran de un valor determinado.
Palabras Clave: simulación, probetas, manufactura, impresión 3D, FEM.
Abstract
In science and engineering, materials are analyzed to determine their physical conditions, related to resistance, energy, deformation and quality, so it is important to analyze materials with finite element simulators as a support tool to study materials. This work analyzes the specimen used in impact tests for plastic materials, ABS, with different arrangements and filler density, whose purpose is to obtain a database with results of corresponding simulations and to define the ranges of physical properties for each specimen with selected filler density. On the other hand, there are areas of opportunity with additive manufacturing in 3D printing, in the analysis of specimens for more tests such as tensile, flexural and compression. The results of this work allow making decisions to select the arrangement and density for specific applications that require a certain value.
Keywords: simulation, specimens, manufacturing, 3D printing, FEM.
Texto completo:
440-456 PDFReferencias
Briseño, B., Llanes, E., Rocha, J., Chamba, E., Cuasapud, D., Cárdenas, A. Tecnologías de impresion 3D: evaluación de FDM y Polyjet en la fabricación de autopartes de automóviles. Enfoque UTE, Vol. 10, no. 3, pp. 13-29. 2019.
Carraturo, M., Alaimo, G., Marconi, S., Negrello, E., Sgambitterra, E., Maletta, C., Reali, A., Auricchio, F. Experimental and Numerical Evaluation of Mechanical Properties of 3D-Printed Stainless Steel 316L Lattice Structures. Journal of Materials Engineering and Performance. Vol. 30, no. 7, pp. 5247-5251. 2021.
Esqueda, H., Botello, S., Leal, J. Aplicación del Método de los Elementos Finitos en la Simulación de Cimentaciones Superficiales. Acta Universitaria. Vol. 15, no. 2, pp. 29-41. 2005.
Gardan, J. Smart materials in additive manufacturing: state of the art and trends, Virtual Phys. Prototyp., Vol. 4, no. 1, pp 1-18, 2019.
Jaramillo, H., Ruiz, A. Análisis y simulación de la prueba de impacto tipo Charpy mediante elementos finitos. Scientia at Technica, No. 21, 2003.
Olaya, N., Zapata, L., Volkmar, D., Morales, J., Vivas, A., Quinceno, A. Consideraciones para la fabricación de pantallas de protección facial por impression 3D-Covid19. TecnoLógicas. Vol. 23, no. 49, pp. 1-9. 2020.
Reza, M., Berto, F., Ayatollahi, M., Reinicke, T. Characterization of 3D-printed PLA parts with different raster orientations and printing speeds. Scientific Reports. no. 12, 2022.
Zarate, F., Oñate, E. Predicción de fracturas en estructuras de hormigón combinando los métodos de elementos finitos y elementos discretos. Hormigón y Acero, 69(s1), pp 53-69. 2018.
Zouaoui, M., Labergere, C., Gardan, J., Makke, A., Recho, N., Alexandre, Q., Lafon, P. Numerical Prediction of 3D Printed Specimens Based on a Strengthening Method of Fracture Toughness. Procedia CIRP 81, pp. 40-44. 2019.
URL de la licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es
Pistas Educativas está bajo la Licencia Creative Commons Atribución 3.0 No portada.
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO / INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA
Antonio García Cubas Pte #600 esq. Av. Tecnológico, Celaya, Gto. México
Tel. 461 61 17575 Ext 5450 y 5146
pistaseducativas@itcelaya.edu.mx